VOCs是当前重要的大气污染物,是一类碳氢化合物,还是PM2.5的重要前体物和光化学烟雾的主要组成物,对人体健康有直接危害,部分组分还具有致癌性,是继PM2.5之后,成为最受关注的污染物之一,目前我国对于它的自动监测尚属于发展阶段。
VOCs的监测可以分为手工监测和自动监测。相对于“现场采样一实验室分析”的手工监测,自动监测具有时效性强、数据量大、仪器较复杂等特点,目前我国大气VOCs自动监测方法主要分为直接进样一软电离一质谱法、富集一热脱附一气相色谱法。
1、直接进样一软电离一质谱法
样品气体过进样系统进入电离源,通过软电离的方式将VOCs分子离子化,无需色谱分离,离子直接进人质量分析器进行检测。
1.1 进样系统
一般采用膜进样技术,当气体流经膜外表面时,根据相似相容原理,其中的碳氢化合成分溶人PDMS膜,并且根据膜内外气压差,进入膜内侧离子源,而无机组分则绝大部分被阻隔在膜外被气泵抽走。
1.2 电离源
一般采用软电离的离子源,真空紫外单光子(SPI),在进行大气VOCs监测时,能够得到干扰较少的质谱图,但乙烷、乙烯、丙烷、甲醇、乙腈等不能被监测。
1.3 质量分析器
VOCs自动监测大部分采用了飞行时问质谱(TOF),相对于四级杆质谱和离子阱质谱,它具有仪器结构简单、扫描快、分辨率高等特点。
2、富集一热脱附一气相色谱法
大气中VOCs组分间、时空间浓度差异较大,一般对各组分进行富集,适当筛选。目前用于VOCs自动监测的富集手段主要有两种:一120%超低温富集,固体吸附剂富集。
2.1 富集
2.1.1 超低温富集
超低温富集指将空管通过电制冷的方式,将其温度降至一120℃以下,当气体通过此管时,其中的VOCs组分冷凝在其内壁上,从而达富集的目的。
2.1.2 固体吸附剂富集
固体吸附剂富集指以固体吸附剂为主的富集方式,用于VOCs的固体吸附剂种类主要是多孔聚合物、石墨化炭黑、碳分子筛。
2.2 热脱附
上述两种形式富集的VOCs,均可以通过加热的方式脱附或汽化,并且通以惰性气体带离富集区域。具有不消耗试剂、稳定可靠、回收率较高、便于实现自动化等优点,是具有优势的主流脱附技术。
2.3 脱水方式
无论何种富集方式,只要使用了0℃以下的低温,都需要在富集管前去掉大气中的水分。除水一般有两种方式:Nafion管除水、低温空管除水。
2.4 气相色谱法
流程是热脱附后的VOCs由载气带入气相色谱仪,低沸点的VOCs组分先后流经1#号色谱柱、2#色谱柱分离,并进入FID检测,待低沸点VOCs组分从1#色谱柱流入2#色谱柱后,阀切换,剩余组分在1#色谱柱中继续分离,陆续流入MS检测。
3、结论
直接进样一软电离一质谱法由于及时性好,在巡航式监测、应急监测以及污染排查中均有不错的表现,但在VOCs自动监测方面,使用者偏少,如能增加分析组分的种类和数量,并且在稳定性上取得进步,将具有光明的发展前景。
富集一热脱附一气相色谱法是目前认可的VOCs自动监测方法,并且在国内外得到了较广泛的应用,许多产品使用FID、PID等作为检测器,干扰较大,易影响监测的准确性,如能实现所有组分均采用MS检测,则能大幅度提升结果的准确性,并且扩展了对未知污染的监测能力,为环境决策和管理带来巨大价值。
某某婚礼策划
在线QQ:12345678
在线QQ: 12345678